理论教育 金属液态成型常见工艺方法

金属液态成型常见工艺方法

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:常用的金属液态成型工艺方法有两种:砂型铸造和特种铸造。图5-1液态金属成型示意图5.1.1.1砂型铸造工艺在铸造生产中,将液体金属浇入砂质铸型中,待凝固冷却后将铸型破坏,取出铸件的方法称为砂型铸造。消失模铸造是一种无余量、精确成型的新技术和新工艺。另一种是将聚苯乙烯颗粒在金属模具内加热膨胀发泡,形成消失模,并采用干砂造型,又称为EPC法。

金属液态成型常见工艺方法

常用的金属液态成型工艺方法有两种:砂型铸造和特种铸造。图5-1为液态金属成型示意图

图5-1 液态金属成型示意图

5.1.1.1 砂型铸造工艺

在铸造生产中,将液体金属浇入砂质铸型中,待凝固冷却后将铸型破坏,取出铸件的方法称为砂型铸造。由于其所用的材料价廉,铸型制造相对简便,对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应,因此,砂型铸造一直是铸造生产中的基本工艺。砂型铸造所用铸型一般由外砂型和型芯组合而成。砂型铸造的主要工序有制造铸模、制造砂铸型,也称为砂型,浇注金属液、落砂、清理和检验。

5.1.1.2 特种铸造工艺

砂型铸造适应性广,应用最为普遍。随着科学技术的发展,工业生产对铸造提出更高的要求,要求生产出更加精确、性能更好和成本更低的铸件。为适应这些要求,人们研究出了许多新的铸造方法,这些方法统称为特种铸造方法,即特种铸造。常用的特种铸造方法有熔模铸造、金属型铸造、压力铸造和消失模铸造。

熔模铸造又称失蜡铸造,通常是指用易熔材料,常用蜡料,制成校样,在蜡模表面涂上数层耐火材料,待其硬化干燥后,将其中的蜡模熔去而制成型壳,再经过焙烧,然后进行浇注,从而获得铸件的一种方法。由于其获得的铸件具有较高的尺寸精度和表面光洁度,故又称熔模精密铸造。(www.daowen.com)

熔模铸造工艺过程包括压铸蜡模、组装蜡模、结壳脱蜡、浇注、落砂和清理。熔模铸件的形状一般都比较复杂,铸件上铸出孔的最小直径可达0.5 mm,铸件的最小壁厚可达0.3 mm。在生产中可将一些原来由几个零件组合而成的部件,通过改变零件的结构,设计成为整体零件而直接由熔模铸造铸出,以节省加工工时和金属材料的消耗,使零件结构更为合理。熔模铸造主要用于生产各种精密零件、科研和医疗设备、工具、雕刻品、装饰品、航空零件及飞机用电子设备等。

金属型铸造又称硬模铸造,它是将液体金属浇入金属铸型,以获得铸件的一种铸造方法。铸型是用金属制成,可以反复使用几百次到几千次。金属型铸造生产的铸件,其机械性能比砂型铸件高;铸件的精度和表面光洁度比砂型铸件高,而且质量和尺寸稳定;金属型铸造的生产效率高;铸件产生缺陷的因素较少,工序简单,易实现机械化和自动化。

根据分型面位置的不同,金属型可分为垂直分型式、水平分型式和复合分型式3种结构,其中垂直分型式金属型开设浇注系统和取出铸件比较方便,易实现机械化,应用较广。制造金属型的材料熔点一般应高于浇注合金的熔点。如浇注锡、锌、镁等低熔点合金,可用灰铸铁制造金属型浇注;铝、铜等合金,则要用合金铸铁或钢制金属型。金属型铸造主要用于铜合金铝合金等非铁金属铸件的大批量生产,如活塞、连杆、汽缸盖等。

压力铸造的实质是在高压作用下(图5-2),使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型型腔,并在压力下成型和凝固获得铸件的方法。由于压铸件尺寸精确、表面光洁等优点,铸造的产品一般不再进行机械加工而直接使用。压力铸造既提高了金属利用率,又大量减少了加工设备和工时,铸件价格便宜,压力铸造可以采用组合压铸,结合其他金属或非金属材料,既节省装配工时又节省金属用量。

图5-2 高压铸造示意图

消失模铸造是用聚苯乙烯发泡的塑料模代替木模,用干砂、树脂砂或水玻璃砂等代替普通型砂进行造型,并直接将高温液态金属浇到铸型中的塑料模上,使塑料模燃烧、气化、消失而形成铸件的方法称为消失模铸造。消失模铸造是一种无余量、精确成型的新技术和新工艺。该工艺无须取模、无分型面、无砂芯,因而铸件没有飞边、毛刺和拔模斜度,并减少了由于型芯组合而造成的尺寸误差,为铸件结构设计提供了充分的自由度。消失模铸造分两种:一种是用聚苯乙烯发泡板材分块制作,然后黏合成消失模样,采用水玻璃砂或树脂砂造型。这类方法主要适用于单件小批量、中大型铸件的生产,如汽车覆盖件模具、机床床身等。另一种是将聚苯乙烯颗粒在金属模具内加热膨胀发泡,形成消失模,并采用干砂造型,又称为EPC法。它主要适用于大批量、中小型铸件的生产,如汽车类、铸件管接头和耐磨件。

除以上几种常用的特种铸造方法外,实际生产中还经常用到离心铸造、低压铸造、陶瓷型铸造、挤压铸造和连续铸造等多种铸造工艺方法。

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